CN116793230A - 一种检测方法及检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种检测方法及检测系统，其中检测方法包括：通过第一检测光获取第一信号光，第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围；通过第二检测光获取第二信号光，第二检测光包括第二波长范围且不包含第一波长范围；对第一补偿处理之后的第一检出信息与第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第二信号光的光学特征的第一差值与波长的对应关系，得到第一波长范围的第一差值检出信息；根据第一差值检出信息获取组合检出信息；根据组合检出信息获取待测物的待测信息。本发明能够消除第二波长范围的检测光对第一波长范围检测光的串扰，进而得到不具有串扰时第二波长范围的检出信息，进而能提高检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及检测领域，特别是一种应用宽带检测光检测待测物的检测方法及检测系统。
背景技术
在晶圆检测中，利用宽光谱对晶圆表面膜层进行检测能够获取较多的信息，是晶圆检测中常用的技术手段。椭偏仪、光谱反射仪以及光谱角度轮廓仪等均是利用宽光谱光源对待测物进行检测，获取携带待测物信息的光谱来检测待测物性质的设备。
然而，在利用宽光谱检测的过程中，理论上利用越宽的光谱能够获取的信息越多，精度越高，然而实际上可能会存在干扰，导致光谱宽度较大时反而导致检测精度较低。
发明内容
为解决以上问题，本发明提出了一种检测方法及检测系统，能够减少信号光中的光谱串扰，从而提高检测精度。
本发明的技术方案提供了一种检测方法，包括：通过第一检测光对待测物进行第一检测，获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光，所述第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围；通过第二检测光对待测物进行第二检测，获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光，所述第二检测光包括所述第二波长范围且不包含第一波长范围；根据所述第一信号光获取第一检出信息，所述第一检出信息至少包括第一波长范围的第一信号光的光学特征，所述光学特征与光强正相关；根据所述第二信号光获取第二检出信息，所述第二检出信息至少包括第一波长范围的第二信号光的光学特征，所述第二波长范围的第一检测光与第二波长范围的第二检测光在相同波长处的光强具有第一预设比值，第二波长范围内各波长处的所述第一预设比值相同；对所述第一检出信息和第二检出信息进行第一补偿处理，使所述第一检出信息乘以第一补偿系数，第二检出信息乘以第二补偿系数，所述第二补偿系数和第一补偿系数的比值等于所述第一预设比值；对第一补偿处理之后的第一检出信息与第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第二信号光的光学特征的第一差值与波长的对应关系，得到第一波长范围的第一差值检出信息；根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息，所述组合检出信息至少包括所述第一差值检出信息；根据所述组合检出信息获取待测物的待测信息。
可选的，根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息包括：将所述第一差值检出信息和第二波长范围的第二检出信息的组合作为组合检出信息，或者将所述第一差值检出信息和第二波长范围的第一检出信息的组合作为组合检出信息，或将所述第一差值检出信息作为所述组合检出信息。
可选的，根据所述组合检出信息获取待测物的待测信息，包括：将所述组合检出信息中各光学特征转换为待测物的特征参数，得到特征关系，所述特征参数为表征待测物光学性质的参数值，所述特征关系为特征参数与波长的对应关系；利用理论光学模型对所述特征关系进行拟合，获取所述待测信息，所述理论光学模型为待测物的待测信息与所述特征参数之间的理论关系模型。
可选的，所述第一检出信息包括：具有不同偏振态的第一信号光的多个第一子检出信息；所述第二检出信息包括具有不同偏振态的第二信号光的多个第二子检出信息；对所述第一检出信息与第二检出信息进行第一差值处理包括：分别对同一偏振态的第一子检出信息和第二子检出信息做差，获得多个偏振态的第一子差值信息；所述将所述光学特征转换为待测物的特征参数，并根据多个波长的特征参数得到特征关系，包括：根据多个偏振态的第一子差值信息将所述光学特征转换为待测物的特征参数，并根据多个波长的特征参数得到特征关系。
可选的，通过第一检测光对待测物进行第一检测，获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光包括：对所述第一检测光束进行起偏，使所述第一检测光束具有第一预设偏振态；使起偏后的所述第一检测光到达待测物，所述第一检测光经待测物反射、散射或透射后，形成所述第一信号光；根据所述第一信号光获取第一检出信息包括：对所述第一信号光进行检偏，获取具有多个第二预设偏振态的第一信号光的第一子检出信息；通过第二检测光对待测物进行第二检测，获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光，包括：对所述第二检测光束进行起偏，使所述第二检测光束具有第一预设偏振态；使所述第二检测光到达待测物，所述第二检测光经待测物反射、散射或透射后，形成所述第二信号光；根据所述第二信号光获取第二检出信息包括：对所述第二信号光进行检偏，获取具有多个第二预设偏振态的第二信号光的第二子检出信息。
可选的，所述特征参数包括待测物表面反射率或傅里叶系数。
可选的，所述光学特征为光强、像素灰度或电荷值。
可选的，将所述组合检出信息中各光学特征转换为待测物的特征参数，得到特征关系，包括：获取标准样品的标准检出信息，所述标准检出信息包括光学特征与至少第一波长范围内的波长的对应关系，表征所述标准样品的光学特征的特征参数为已知的预设参数值；根据组合检出信息与所述标准检出信息中相同波长的光学特征的比值与所述预设参数值的乘积获取待测物的特征参数，得到所述特征关系。
可选的，所述特征参数为反射率或傅里叶系数；所述待测信息包括待测物表面膜层的厚度或高度。
可选的，根据所述组合检出信息获取所述待测物的待测信息包括：获取所述组合检出信息中光学特征最大的光波长得到最值波长；获取距离模型，所述距离模型为光波长与待测点高度之间的对应关系；根据所述距离模型及最值波长获取最值波长对应的待测点高度得到待测点的待测信息，所述待测信息为待测点的高度。
可选的，所述第一波长范围包括紫外光波长；所述第二波长范围包括可见光波长；所述第一波长范围的第一检测光的光功率密度小于第二波长的范围的第一检测光的光功率密度。
可选的，所述第二检测光的第二波长范围为波长大于或等于阈值波长，所述阈值波长为150nm～500nm中的任意波长值；所述第一波长范围包括波长小于或等于阈值波长的波段。
可选的，通过第二检测光对待测物进行第二检测包括：通过滤波器对具有第一波长范围和第二波长范围的光进行滤波，滤除第一波长范围的光获得第二检测光；将所述第二检测光引导至待测物；并通过探测器采集所述第二信号光，得到第二检出信息。
可选的，通过滤波器对具有第一波长范围和第二波长范围的光进行滤波包括：通过所述滤波器对所述第一检测光进行滤波，滤波第一波长范围的光获得第二检测光；所述第一补偿系数为1；所述第二补偿系数为所述滤波器的透过率。
可选的，所述第一检出信息还包括：第二波长范围的第一信号光的光学特征；所述检测方法还包括：通过第三检测光对所述待测物进行第三检测，获取第三检测光经待测物后形成的第三信号光，所述第三检测光包括所述第一波长范围，且所述第三检测光不包括第二波长范围；
根据所述第三信号光获取第三检出信息，所述第三检出信息至少包括第二波长范围的第三信号光的光学特征，所述第一波长范围的第一检测光与第一波长范围的第三检测光在相同波长处的光强具有第二预设比值；
对所述第三检出信息进行第二补偿处理，使所述第三检出信息乘以第三补偿系数，所述第三补偿系数和第一补偿系数的比值等于所述第二预设比值；
对所述第二补偿处理之后的第一检出信息与第二补偿处理之后的第三检出信息进行第二差值处理，获取第二波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第三信号光的光学特征的第二差值与波长的对应关系，得到第二波长范围的第二差值检出信息；
根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息包括：将所述第一差值检出信息和第二差值检出信息进行组合，得到所述组合检出信息。
可选的，所述第一预设比值大于或等于1；所述第一补偿系数和第二补偿系数中至少一者为1。
相应地，还提供一种基于上述的检测方法的检测系统，包括：
检测设备，所述检测设备用于通过第一检测光对待测物进行第一检测，获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光，所述第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围；以及通过第二检测光对待测物进行第二检测，获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光，所述第二检测光包括所述第二波长范围且不包含所述第一波长范围；
处理器，所述处理器用于：根据所述第一信号光获取第一检出信息，所述第一检出信息至少包括第一波长范围的第一信号光的光学特征，所述光学特征与光强正相关；根据所述第二信号光获取第二检出信息，所述第二检出信息至少包括第一波长范围的第二信号光的光学特征；以及，对所述第一检出信息与第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第二信号光的光学特征的第一差值，得到第一波长范围的第一差值检出信息；根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息，所述组合检出信息至少包括所述第一差值检出信息；根据所述组合检出信息获取待测物的待测信息。
可选的，所述检测设备包括：发光组件，用于产生所述第一检测光和第二检测光；探测器，用于获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光，以及获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光。
可选的，发光组件包括：第一光源，用于产生所述第一检测光；第二光源用于产生所述第二检测光；或者，
所述发光组件包括：光源，用于产生有第一波长范围和第二波长范围的初始光；滤光组件，用于进出光路，且若所述滤光组件进入光路对所述初始光进行滤光，滤除所述初始光中的第一波长范围的光形成第二检测光，若所述滤光组件退出光路，所述初始光形成第一检测光。
可选的，所述检测设备还包括：起偏器，用于对所述检测光进行起偏，使所述检测光具有第一预设偏振态；检偏器，用于对信号光进行检偏，使所述信号光具有第二预设偏振态；或
所述检测设备包括：色散物镜用于使不同波长的检测光汇聚至沿检测光光轴方向的不同高度。
本发明提供的技术方案与现有技术相比具有以下优点：
本发明技术方案提供的检测方法中，所述第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围，所述第二检测光包括所述第二波长范围且不包含第一波长范围，则根据所述第二检测光获取的第二检出信息中第一波长范围的光学特征是由于第二波长范围的第二检测光串扰引起的；则通过对第一检出信息和第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围的第一差值检出信息，能够消除第二波长范围的检测光对第一波长范围检测光的串扰，进而得到不具有串扰时第二波长范围的检出信息，进而能提高检测精度。
进一步，所述第一波长范围的第一检测光的光功率密度小于第二波长的范围的第一检测光的光功率密度，则所述第二检测光不包括第一波长范围的检测光时，通过所述第一差值处理能够消除第一波长范围的组合检出信息中的光学串扰；而由于第一波长范围的第一检测光的光功率密度较小，其对第二波长范围的组合检出信息的串扰较小，能够进一步提高检测精度。
进一步，所述检测方法还包括第三检测和第二差值处理，将所述第一差值检出信息和第二差值检出信息进行组合，得到所述组合检出信息则还可以消除所述组合检出信息中第一波长范围的第一检出光对第二波长的光学特征的串扰，从而能够进一步提高检测精度。
附图说明
以下参考附图并结合实施例来具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将更加明显，其中，附图所示的内容仅用于对本发明进行解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，附图仅是示意性的，并非严格地按比例绘制。在附图中：
图1是本发明技术方案提供的检测方法第一实施例各步骤的流程图；
图2是本发明技术方案提供的检测设备第一实施例的结构示意图；
图3是本发明技术方案提供的检测方法第一实施例中获取的检出信息的曲线图；
图4是本发明技术方案提供的检测设备第二实施例的结构示意图；
图5是本发明技术方案提供的检测方法第二实施例各步骤的结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案提供的检测方法，能够通过第一检出信息和第二检出信息进行第一差值处理，消除第二波长范围的检测光对第一波长范围检测光的干扰，提高检测精度。
现有技术中，为了增加检测设备检测出的信息量，往往使用宽光谱进行光学检测，然而由于探测器对波长敏感度的限制，容易导致不同波长光束之间的串扰导致检测精度下降。
为解决上述技术问题，本发明技术方案提出一种检测方法，通过对第一检出信息和第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围的第一差值检出信息，减小不同波长信号光之间的串扰，进而提高检测精度。
以下结合实施例对本发明技术方案进行详细说明。
图1是本发明技术方案提供的检测方法一实施例各步骤的流程图。
参考图1，本发明技术方案提供一种检测方法，包括：
SP11，通过第一检测光对待测物进行第一检测，获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光，所述第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围；
SP12，通过第二检测光对待测物进行第二检测，获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光，所述第二检测光包括所述第二波长范围且不包含第一波长范围；
SP13，根据所述第一信号光获取第一检出信息，所述第一检出信息至少包括第一波长范围的第一信号光的光学特征，所述光学特征与光强正相关；
SP14，根据所述第二信号光获取第二检出信息，所述第二检出信息至少包括第一波长范围的第二信号光的光学特征，所述第二波长范围的第一检测光与第二波长范围的第二检测光在相同波长处的光强具有预设值，第二波长范围内各波长处的所述第一预设比值相同；
SP15，对所述第一检出信息和第二检出信息进行第一补偿处理，使所述第一检出信息乘以第一补偿系数和第二检出信息乘以第二补偿系数，所述第二补偿系数和第一补偿系数的比值等于所述第一预设比值；
SP16，对第一补偿处理之后的第一检出信息与第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第二信号光的光学特征的第一差值与波长的对应关系，得到第一波长范围的第一差值检出信息；
SP17，根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息，所述组合检出信息至少包括所述第一差值检出信息；
SP18，根据所述组合检出信息获取待测物的待测信息。
图2是执行本发明的检测方法一实施例的检测设备的结构示意图；图3是本发明技术方案提供的检测方法第一实施例中获取的检出信息的曲线图。
以下结合图2和图3对本发明的技术方案进行详细说明。
参考图1和图2，执行步骤SP11，通过第一检测光对待测物100进行第一检测，获取第一检测光经待测物100后形成的第一信号光，所述第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围。
本实施例中，通过图2的检测设备执行所述检测方法。
所述检测设备包括：发光组件，用于产生所述第一检测光和第二检测光；探测器，用于获取第一检测光经待测物100后形成的第一信号光，以及获取第二检测光经待测物100后形成的第二信号光。
本实施例中，所述发光组件包括：光源110，用于产生第一检测光；所述检测设备还包括：起偏器113，用于使检测光成为偏振光，经过起偏器113之后的检测光入射至待测物100并经待测物100反射后形成初始信号光；补偿器117和分析器118用于调节初始信号光的偏振，将初始信号光的偏振态调整为预设偏振状态，形成信号光；所述探测器为光谱仪120，用于接收具有预设偏振态的信号光。
本实施例中，通过所述光源110产生第一检测光，所述第一检测光经待测物100反射后形成初始信号光，所述初始信号光经过补偿器117和分析器118之后，形成第一信号光；通过所述光谱仪120获取第一检测光经待测物100后形成的第一信号光。
本实施例中，所述检测设备还包括：入射准直镜111，用于使对光源110产生检测光进行准直；入射汇聚透镜115，用于使初始信号光汇聚至待测物100；物镜116，用于收集待测物100反射的初始信号光并使初始信号光到达所述补偿器117和分析器118；出射汇聚透镜119，用于使信号光汇聚至所述光谱仪120。
所述检测设备还包括：滤波器114，用于对所述检测光进行滤波，滤除第一检测光中的部分波长成分；入射光阑112，用于减小入射至待测物100表面的光斑尺寸。
通过滤波器对具有第一波长范围和第二波长范围的光进行滤波，滤除第一波长范围的光获得第二检测光；将所述第二检测光引导至待测物100；并通过探测器采集所述第二信号光，得到第二检出信息。
在其他实施例中，所述第一检测光经待测物100散射或衍射后形成所述第一信号光。
本实施例中，所述第一波长范围包括紫外光；所述第二波长范围包括可见光。具体的，所述第二检测光的第二波长范围为波长大于或等于阈值波长，所述阈值波长为199nm～355nm中的任意波长值；所述第一波长范围包括波长小于或等于阈值波长的波段。
本实施例中，所述第一波长范围的第一检测光的光功率密度小于第二波长的范围的第一检测光的光功率密度。
所述第一波长范围的第一检测光的光功率密度小于第二波长的范围的第一检测光的光功率密度，则所述第二检测光不包括第一波长范围的检测光时，通过所述第一差值处理能够消除第一波长范围的组合检出信息中的光学串扰；而由于第一波长范围的第一检测光的光功率密度较小，其对第二波长范围的组合检出信息的串扰较小，能够进一步提高检测精度。
继续图2，执行步骤SP12，通过第二检测光对待测物100进行第二检测，获取第二检测光经待测物100后形成的第二信号光，所述第二检测光包括所述第二波长范围且不包含第一波长范围。
通过第二检测光对待测物100进行第二检测的方法包括：产生第二检测光；使所述第二检测光到达所述待测物100，所述第二检测光经过待测物100反射、散射或投射后形成第二信号光。具体的，本实施例中，所述第二检测光经过待测物100反射后形成第二信号光。
通过第二检测光对待测物100进行第二检测包括：通过滤波器114对具有第一波长范围和第二波长范围的光进行滤波，滤除第一波长范围的光，获得第二检测光；将所述第二检测光引导至待测物100；并通过探测器采集所述第二信号光，得到第二检出信息。
本实施例中，通过滤波器114对具有第一波长范围和第二波长范围的光进行滤波包括：通过所述滤波器114对所述第一检测光进行滤波，滤波第一波长范围的光获得第二检测光；所述第一补偿系数为1；所述第二补偿系数为所述滤波器114的透过率。
需要说明的是，在本发明的实施例中，当滤波器114的透过率趋近于1时，第一检测光和第二检测光的光强基本相等，为方便计算，可忽略第一检测光和第二检测光的差，从而使第一补偿系数和第二补偿系数均为1。
在其他实施例中，所述发光组件包括：第一光源110，用于产生所述第一检测光；第二光源110，用于产生所述第二检测光；产生所述第二检测光的方法包括：通过所述第二光源110产生第二检测光。
参考图3，执行步骤SP13，根据所述第一信号光获取第一检出信息，所述第一检出信息至少包括第一波长范围的第一信号光的光学特征，所述光学特征与光强正相关。
本实施例中，所述第一检出信息包括：具有不同偏振态的第一信号光的多个第一子检出信息。
根据所述第一信号光获取第一检出信息包括：通过旋转所述补偿器117或分析器118调节所述第一信号光的偏振态，并获取不同偏振态的第一信号光的光谱信息。
所述第一子检出信息为光谱信息；所述光学特征为光强值或形成的图像灰度值、电压值或电流值。具体的，本实施例中，所述第一子检出信息为不同波长的第一信号光光强与波长的关系。
本实施例中，所述第一检出信息还包括第二波长范围的第一信号光的光学特征。在其他实施例中，所述第一检出信息可以不包括第二波长范围的第一信号光的光学特征。
继续参考图3，SP14，根据所述第二信号光获取第二检出信息，所述第二检出信息至少包括第一波长范围的第二信号光的光学特征，所述第二波长范围的第一检测光与第二波长范围的第二检测光在相同波长处的光强具有预设值，第二波长范围内各波长处的所述第一预设比值相同。
本实施例中，所述第二检出信息包括具有不同偏振态的第二信号光的多个第二子检出信息。
根据所述第一信号光获取第一检出信息包括：通过旋转所述补偿器117或分析器118调节所述第二信号光的偏振态，并获取不同偏振态的第二信号光的光谱信息。
所述第二子检出信息为光谱信息；所述光学特征为光强值或形成的图像灰度值、电压值或电流值。具体的，本实施例中，所述第二子检出信息为不同波长的第二信号光光强与波长的关系。
所述第二波长范围的第一检测光与第二波长范围的第二检测光在相同波长处的光强具有预设值，则
I21/I22＝M，I21为第二波长范围的第一检测光在任一波长处的光强；I22为第二波长范围的第二检测光在任一波长处的光强；M为所述预设值。
本实施例中，所述预设值为1，也就是说所述第二波长范围的第一检测光与第二波长范围的第二检测光在相同波长处的光强相等。在其他实施例中，所述第一预设比值可以为1或0.5或其他值。
本实施例中，所述第二检出信息还包括第二波长范围的第二信号光的光学特征。在其他实施例中，所述第二检出信息可以不包括第二波长范围的第二信号光的光学特征。
图3示出本发明的检测方法第一实施例中的检测出信息的曲线图。
请参考图3，执行SP15，对所述第一检出信息a和第二检出信息进行第一补偿处理，使所述第一检出信息a乘以第一补偿系数，第二检出信息乘以第二补偿系数；所述第二补偿系数和第一补偿系数的比值等于所述第一预设比值。
所述第一补偿处理能够使形成所述第一信号光的第一检测光与用于形成第二信号光的第二检测光的功率相同，从而能够精确确定由第一波长范围的第一检测光形成对第二波长范围的第二检测光形成的光学串扰，从而提高检测精度。
即I21/I22＝M，I21为第二波长范围的第一检测光在任一波长处的光强；I22为第二波长范围的第二检测光在任一波长处的光强；M为所述第一预设比值。
则A2/A1＝M，A1为第一补偿系数，A2为第二补偿系数。
本实施例中，所述第一预设比值为1，则所述第一补偿系数为1，所述第二补偿系数为1，也即可以不进行补偿。
在其他实施例中，如果所述第一预设比值为2，则对所述第一检出信息a和第二检出信息进行第一补偿处理包括：使所述第二检出信息乘以2。
继续参考图3，执行SP16，对第一补偿处理之后的第一检出信息a与第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第二信号光的光学特征的第一差值与波长的对应关系，得到第一波长范围的第一差值检出信息。
所述第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围，所述第二检测光包括所述第二波长范围且不包含第一波长范围，则根据所述第二检测光获取的第二检出信息中第一波长范围的光学特征是由于第二波长范围的第二检测光串扰引起的；则通过对第一检出信息a和第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围的第一差值检出信息，能够消除第二波长范围的检测光对第一波长范围检测光的串扰，进而得到不具有串扰时第二波长范围的检出信息，进而能提高检测精度。
本实施例中，所述第一检出信息a与第二检出信息均为光谱信息，所述第一差值检出信息为光谱信息。所述第一差值处理指的是第一检出信息a减去第二检出信息中对应波长的光学特征后得到的第一差值与波长的对应关系。
所述第一检出信息a包括：具有不同偏振态的第一信号光的多个第一子检出信息；所述第二检出信息包括具有不同偏振态的第二信号光的多个第二子检出信息；
对所述第一检出信息a与第二检出信息进行第一差值处理包括：分别对同一偏振态的第一子检出信息和第二子检出信息做差，获得多个偏振态的第一子差值信息；
继续参考图3，执行SP17，根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息b，所述组合检出信息b至少包括所述第一差值检出信息。
根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息b包括：将所述第一差值检出信息和第二波长范围的第二检出信息的组合作为组合检出信息b，或者将所述第一差值检出信息和第二波长范围的第一检出信息的组合作为组合检出信息b，或将所述第一差值检出信息作为所述组合检出信息b。
具体的，本实施例中，将所述第一差值检出信息和第二波长范围的第二检出信息的组合作为组合检出信息b。
将所述第一差值检出信息和第二波长范围的第二检出信息的组合作为组合检出信息b，则由于所述第二检测光不包括第一波长范围，则第二波长范围的第二检出信息不会受第一波长范围的第二检测光的干扰，进而能够提高检测精度。
执行SP18，根据所述组合检出信息b获取待测物100的待测信息。
本实施例中，据所述组合检出信息b获取待测物100的待测信息，包括：将所述组合检出信息b中各光学特征转换为待测物100的特征参数，得到特征关系，所述特征参数为表征待测物100光学性质的参数值，所述特征关系为特征参数与波长的对应关系；利用理论光学模型对所述特征关系进行拟合，获取所述待测信息，所述理论光学模型为待测物100的待测信息与所述特征参数之间的理论关系模型。
所述将所述光学特征转换为待测物100的特征参数，并根据多个波长的特征参数得到特征关系包括：根据多个偏振态的第一差值信息将所述光学特征转换为待测物100的特征参数，并根据多个波长的特征参数得到特征关系。
本实施例中，所述将所述光学特征转换为待测物100的特征参数，并根据多个波长的特征参数得到特征关系包括：根据多个偏振态的第一子差值信息将所述光学特征转换为待测物100的特征参数，并根据多个波长的特征参数得到特征关系。
具体的，所述偏振态的数量大于或等于8。
所述特征参数为表征待测物100光学性质的参数值，即与信号光的光强、偏振等相关的待测物100的参数。
本实施例中，所述特征参数包括待测物100表面反射率或傅里叶系数，其中所述傅里叶为待测物100反射检测光形成的信号光光谱进行傅里叶展开后一个或多个傅里叶级数的非零系数。
本实施例中，所述理论光学模型为检测光照射至待测物100后，经待测物100反射形成的信号光光强与待测物100材料参数之间的理论关系。
本实施例中，所述待测物100为膜层，所述待测信息为膜厚。
图3中，c为在没有光学串扰的情况下理论的检出信息曲线；由图3可见，组合检出信息b与理论的检出信息曲线c基本重合，因此，该检测方法极大提高的检测精度。
图4是本发明的检测方法第二实施例的结构示意图。
请参考图4，本实施例与图1至图3所示实施例的相同之处在此不多做赘述，不同之处包括：
本实施例中，所述第一检测光和第二检测光的入射方向均垂直于待测物表面。
本实施例中，所述检测设备可以不包括：起偏器、检偏器和补偿器中的一者或多者。
所述检测设备包括：发光组件，用于产生所述第一检测光和第二检测光；探测器，用于获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光，以及获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光。
本实施例中，所述发光组件包括：光源121，用于产生具有第一波长范围和第二波长范围的初始光；滤波器，用于进出光路，若进入光路用于滤除所述初始光中的第一波长范围的光，形成第二检测光，若退出光路用于使第一波长范围和第二波长范围的光通过形成第一检测光。
分束器124，用于使初始光反射后到达待测物并使所述第一信号光和第二信号光透过到达所述探测器。
本实施例中，所述滤波器位于所述分束器124和待测物之间的光路上；在其他实施例中，所述分束器还可以位于所述光源121和分束器之前的光路上。
本实施例中，所述探测器为光谱仪128，光谱仪128用于获取光束中各波长的光强。
本实施例中，所述发光装置还包括：入射准直镜122，用于使对光源121产生的初始光进行准直；物镜126，用于使经过分束器124后的初始光汇聚至待测物表面形成第一检测光或第二检测光，并收集待测物反射的第一信号光和第二信号光；汇聚透镜127，用于使经过所述分束器124的第一信号光和第二信号光汇聚至所述探测器。
所述发光装置还包括：滤波器125，用于对所述第一波长范围和第二波长范围的初始光进行滤波，滤除所述初始光中的第一波长范围的光，形成所述第二检测光；光阑123，用于减小入射至待测物表面的光斑尺寸。
需要说明的是，本实施例中，通过相同的发光装置在不同时刻产生所述第一检测光和第二检测光，探测装置对第一检测光和第二检测光进行的处理，均是在不同时刻对第一检测光和第二检测光进行处理。
本实施例中，将所述组合检出信息中各光学特征转换为待测物的特征参数，得到特征关系包括：获取标准样品的标准检出信息，所述标准检出信息包括光学特征与至少第一波长范围内的波长的对应关系，表征所述标准样品的光学特征的特征参数为已知的预设参数值；根据组合检出信息与所述标准检出信息中相同波长的光学特征的比值与预设参数值的乘积获取待测物的特征参数，得到所述特征关系。
本实施例中，将获取所述组合检出信息的步骤中的待测物替换为所述标准样品。获取标准样品的标准检出信息的步骤与获取所述组合检出信息的步骤相同。因此，获取所述组合检出信息的所有步骤即通过第一检测光对待测物进行第一检测至根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息的步骤均可引入获取标准样品的标准检出信息的步骤中。
具体的，获取标准检出信息，包括：
通过第一检测光对标准样品进行第一检测，获取第一检测光经标准样品后形成的第一信号光，所述第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围；
通过第二检测光对标准样品进行第二检测，获取第二检测光经标准样品后形成的第二信号光，所述第二检测光包括所述第二波长范围且不包含第一波长范围；
根据所述第一信号光获取第一检出信息，所述第一检出信息至少包括第一波长范围的第一信号光的光学特征，所述光学特征与光强正相关；
根据所述第二信号光获取第二检出信息，所述第二检出信息至少包括第一波长范围的第二信号光的光学特征，所述第二波长范围的第一检测光与第二波长范围的第二检测光在相同波长处的光强具有第一预设比值，第二波长范围内各波长处的所述第一预设比值相同；
对所述第一检出信息和第二检出信息进行第一补偿处理，使所述第一检出信息乘以第一补偿系数，第二检出信息乘以第二补偿系数，所述第二补偿系数和第一补偿系数的比值等于所述第一预设比值；
对第一补偿处理之后的第一检出信息与第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第二信号光的光学特征的第一差值与波长的对应关系，得到第一波长范围的第一差值检出信息；
根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息，所述组合检出信息至少包括所述第一差值检出信息。
在其他实施例中，所述标准样品的标准检出信息可以通过理论模型得出。或者，获取标准检出信息，包括：
通过第五检测光对所述标准样品进行第五检测，获取所述标准检出信息，所述标准检出信息光学特征与第一波长范围和第二波长范围内的波长的对应关系，表征所述标准样品的光学特征的特征参数为已知值。
所述标准样品为厚度和材料已知的薄膜。
本发明技术方案还提供了检测方法的第三实施例。
本实施例与本发明检测方法第二实施例的相同之处在此不多做赘述，不同之处包括：
所述检测设备包括：发光组件，用于产生所述第一检测光和第二检测光；探测器，用于获取第一检测光经待测物反射后形成的第一信号光，以及获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光。
本实施例中，所述发光组件包括：光源121，用于产生第一检测光和第二检测光；分束器124，用于使第一检测光和第二检测光反射后到达待测物并使所述第一信号光和第二信号光透过到达所述探测器。
本实施例中，所述探测器为光谱仪128，光谱仪128用于获取光束中各波长的光强。
本实施例中，所述检测设备还包括：入射准直镜122，用于使对光源121产生检测光进行准直；色散物镜126，用于使经过分束器124后的检测光的不同波长汇聚至沿所述色散物镜126光轴的不同高度处，并收集待测物返回的第一信号光和第二信号光；汇聚透镜127，用于使经过所述分束器124的第一信号光和第二信号光汇聚至所述探测器。
根据所述组合检出信息获取所述待测物的待测信息包括：获取所述组合检出信息中光学特征最大的光波长得到最值波长；获取距离模型，所述距离模型为光波长与待测点高度之间的对应关系；根据所述距离模型及最值波长获取最值波长对应的待测点高度得到待测点的待测信息。
图5是本发明的检测方法第四实施例各步骤的流程图。
请参考图5，本实施例与图1至图3所示实施例的相同之处在此不做赘述，不同之处，包括：所述第一检出信息还包括第二波长范围的第一信号光的光学特征；
所述检测方法还包括：
SP21，通过第三检测光对所述待测物100进行第三检测，获取第三检测光经待测物100后形成的第三信号光，所述第三检测光包括所述第一波长范围，且所述第三检测光不包括第二波长范围；
SP22，根据所述第三信号光获取第三检出信息，所述第三检出信息至少包括第二波长范围的第三信号光的光学特征，所述第一波长范围的第一检测光与第一波长范围的第三检测光在相同波长处的光强具有第二预设比值；
SP23，对所述第三检出信息进行第二补偿处理，使所述第三检出信息乘以第三补偿系数，所述第三补偿系数和第一补偿系数的比值等于所述第二预设比值；
SP24，对所述第一补偿处理之后的第一检出信息与第二补偿处理之后的第三检出信息进行第二差值处理，获取第二波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第三信号光的光学特征的第二差值与波长的对应关系，得到第二波长范围的第二差值检出信息。
其中，根据所述第二差值检出信息获取组合检出信息包括：将所述第一差值检出信息和第二差值检出信息进行组合，得到所述组合检出信息。
所述检测方法还包括第三检测和第二差值处理，则还可以消除所述第二组合检出信息中第一波长范围的第一信号光对第二波长的光学特征的串扰，从而能够进一步提高检测精度。
本发明技术方案还提供一种检测系统，用于执行上述检测方法第一实施例至第四实施例的检测方法。所述检测系统包括：
检测设备，所述检测设备用于通过第一检测光对待测物进行第一检测，获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光，所述第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围；以及通过第二检测光对待测物进行第二检测，获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光，所述第二检测光具有所述第二波长范围，所述第二检测光包括所述第二波长范围且不包含所述第一波长范围；
所述检测设备包括：发光组件，用于产生所述第一检测光和第二检测光；探测器，用于获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光，以及获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光。
所述发光组件包括：第一光源，用于产生所述第一检测光；第二光源用于产生所述第二检测光；或者，
所述发光组件包括：光源，用于产生具有第一波长范围和第二波长范围的初始光；滤光组件，用于进出光路，且若所述滤光组件进入光路对所述初始挂光进行滤光，滤除所述初始光中第一波长范围的光形成第二检测光，若所述滤光组件退出光路，所述初始光形成第一检测光。
所述检测设备还包括：起偏器，用于对所述检测光进行起偏，使所述检测光具有第一预设偏振态；检偏器，用于对信号光进行检偏，使所述信号光具有第二预设偏振态；或所述检测设备包括：色散物镜用于使不同波长的检测光汇聚至沿检测光光轴方向的不同高度。
本实施例中的检测设备与上述检测方法第一实施例至第四实施例中任意一个所述的检测设备相同，在此做赘述。
所述检测系统还包括处理器，所述处理器用于：根据所述第一信号光获取第一检出信息，所述第一检出信息至少包括第一波长范围的第一信号光的光学特征，所述光学特征与光强正相关；根据所述第二信号光获取第二检出信息，所述第二检出信息至少包括第一波长范围的第二信号光的光学特征；以及，对所述第一检出信息与第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第二信号光的光学特征的第一差值，得到第一波长范围的第一差值检出信息；根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息，所述组合检出信息至少包括所述第一差值检出信息；根据所述组合检出信息获取待测物的待测信息。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (20)
1.一种检测方法，其特征在于，包括：
通过第一检测光对待测物进行第一检测，获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光，所述第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围；
通过第二检测光对待测物进行第二检测，获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光，所述第二检测光包括所述第二波长范围且不包含第一波长范围；
根据所述第一信号光获取第一检出信息，所述第一检出信息至少包括第一波长范围的第一信号光的光学特征，所述光学特征与光强正相关；
根据所述第二信号光获取第二检出信息，所述第二检出信息至少包括第一波长范围的第二信号光的光学特征，所述第二波长范围的第一检测光与第二波长范围的第二检测光在相同波长处的光强具有第一预设比值，第二波长范围内各波长处的所述第一预设比值相同；
对所述第一检出信息和第二检出信息进行第一补偿处理，使所述第一检出信息乘以第一补偿系数，第二检出信息乘以第二补偿系数，所述第二补偿系数和第一补偿系数的比值等于所述第一预设比值；
对第一补偿处理之后的第一检出信息与第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第二信号光的光学特征的第一差值与波长的对应关系，得到第一波长范围的第一差值检出信息；
根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息，所述组合检出信息至少包括所述第一差值检出信息；
根据所述组合检出信息获取待测物的待测信息。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息包括：将所述第一差值检出信息和第二波长范围的第二检出信息的组合作为组合检出信息，或者将所述第一差值检出信息和第二波长范围的第一检出信息的组合作为组合检出信息，或将所述第一差值检出信息作为所述组合检出信息。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，根据所述组合检出信息获取待测物的待测信息，包括：将所述组合检出信息中各光学特征转换为待测物的特征参数，得到特征关系，所述特征参数为表征待测物光学性质的参数值，所述特征关系为特征参数与波长的对应关系；利用理论光学模型对所述特征关系进行拟合，获取所述待测信息，所述理论光学模型为待测物的待测信息与所述特征参数之间的理论关系模型。
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述第一检出信息包括：具有不同偏振态的第一信号光的多个第一子检出信息；所述第二检出信息包括具有不同偏振态的第二信号光的多个第二子检出信息；
对所述第一检出信息与第二检出信息进行第一差值处理包括：分别对同一偏振态的第一子检出信息和第二子检出信息做差，获得多个偏振态的第一子差值信息；
将所述组合检出信息中各光学特征转换为待测物的特征参数，得到特征关系，包括：根据多个偏振态的第一子差值信息将所述光学特征转换为待测物的特征参数，并根据多个波长的特征参数得到特征关系。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，通过第一检测光对待测物进行第一检测，获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光包括：对所述第一检测光束进行起偏，使所述第一检测光束具有第一预设偏振态；使起偏后的所述第一检测光到达待测物，所述第一检测光经待测物反射、散射或透射后，形成所述第一信号光；
根据所述第一信号光获取第一检出信息包括：对所述第一信号光进行检偏，获取具有多个第二预设偏振态的第一信号光的第一子检出信息；
通过第二检测光对待测物进行第二检测，获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光，包括：对所述第二检测光束进行起偏，使所述第二检测光束具有第一预设偏振态；使所述第二检测光到达待测物，所述第二检测光经待测物反射、散射或透射后，形成所述第二信号光；
根据所述第二信号光获取第二检出信息包括：对所述第二信号光进行检偏，获取具有多个第二预设偏振态的第二信号光的第二子检出信息。
6.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述特征参数包括待测物表面反射率或傅里叶系数。
7.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述光学特征为光强、像素灰度或电荷值。
8.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，将所述组合检出信息中各光学特征转换为待测物的特征参数，得到特征关系，包括：获取标准样品的标准检出信息，所述标准检出信息包括光学特征与至少第一波长范围内的波长的对应关系，表征所述标准样品的光学特征的特征参数为已知的预设参数值；根据组合检出信息与所述标准检出信息中相同波长的光学特征的比值与所述预设参数值的乘积获取待测物的特征参数，得到所述特征关系。
9.根据权利要求3或8所述的检测方法，其特征在于，所述特征参数为反射率或傅里叶系数；所述待测信息包括待测物表面膜层的厚度或高度。
10.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，根据所述组合检出信息获取所述待测物的待测信息包括：获取所述组合检出信息中光学特征最大的光波长得到最值波长；获取距离模型，所述距离模型为光波长与待测点高度之间的对应关系；根据所述距离模型及最值波长获取最值波长对应的待测点高度得到待测点的待测信息，所述待测信息为待测点的高度。
11.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述第一波长范围包括紫外光波长；所述第二波长范围包括可见光波长；所述第一波长范围的第一检测光的光功率密度小于第二波长的范围的第一检测光的光功率密度。
12.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，所述第二检测光的第二波长范围为波长大于或等于阈值波长，所述阈值波长为150nm～500nm中的任意波长值；所述第一波长范围包括波长小于或等于阈值波长的波段。
13.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，通过第二检测光对待测物进行第二检测包括：通过滤波器对具有第一波长范围和第二波长范围的光进行滤波，滤除第一波长范围的光获得第二检测光；将所述第二检测光引导至待测物；并通过探测器采集所述第二信号光，得到第二检出信息。
14.根据权利要求13所述的检测方法，其特征在于，通过滤波器对具有第一波长范围和第二波长范围的光进行滤波包括：通过所述滤波器对所述第一检测光进行滤波，滤波第一波长范围的光获得第二检测光；
所述第一补偿系数为1；所述第二补偿系数为所述滤波器的透过率。
15.据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述第一检出信息还包括：第二波长范围的第一信号光的光学特征；
所述检测方法还包括：通过第三检测光对所述待测物进行第三检测，获取第三检测光经待测物后形成的第三信号光，所述第三检测光包括所述第一波长范围，且所述第三检测光不包括第二波长范围；
根据所述第三信号光获取第三检出信息，所述第三检出信息至少包括第二波长范围的第三信号光的光学特征，所述第一波长范围的第一检测光与第一波长范围的第三检测光在相同波长处的光强具有第二预设比值；
对所述第三检出信息进行第二补偿处理，使所述第三检出信息乘以第三补偿系数，所述第三补偿系数和第一补偿系数的比值等于所述第二预设比值；对所述第二补偿处理之后的第一检出信息与第二补偿处理之后的第三检出信息进行第二差值处理，获取第二波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第三信号光的光学特征的第二差值与波长的对应关系，得到第二波长范围的第二差值检出信息；
根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息包括：将所述第一差值检出信息和第二差值检出信息进行组合，得到所述组合检出信息。
16.据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述第一预设比值大于或等于1；所述第一补偿系数和第二补偿系数中至少一者为1。
17.一种基于权利要求1至16任意一项的检测方法的检测系统，其特征在于，包括：
检测设备，所述检测设备用于通过第一检测光对待测物进行第一检测，获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光，所述第一检测光包括第一波长范围及第二波长范围；以及通过第二检测光对待测物进行第二检测，获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光，所述第二检测光包括所述第二波长范围且不包含所述第一波长范围；
处理器，所述处理器用于：根据所述第一信号光获取第一检出信息，所述第一检出信息至少包括第一波长范围的第一信号光的光学特征，所述光学特征与光强正相关；根据所述第二信号光获取第二检出信息，所述第二检出信息至少包括第一波长范围的第二信号光的光学特征；以及，对所述第一检出信息与第二检出信息进行第一差值处理，获取第一波长范围内各波长的第一信号光的光学特征与第二信号光的光学特征的第一差值，得到第一波长范围的第一差值检出信息；根据所述第一差值检出信息获取组合检出信息，所述组合检出信息至少包括所述第一差值检出信息；根据所述组合检出信息获取待测物的待测信息。
18.根据权利要求17所述的检测系统，其特征在于，所述检测设备包括：发光组件，用于产生所述第一检测光和第二检测光；探测器，用于获取第一检测光经待测物后形成的第一信号光，以及获取第二检测光经待测物后形成的第二信号光。
19.根据权利要18所述的检测系统，其特征在于，所述发光组件包括：第一光源，用于产生所述第一检测光；第二光源，用于产生所述第二检测光；或者，
所述发光组件包括：光源，用于产生有第一波长范围和第二波长范围的初始光；滤光组件，用于进出光路，且若所述滤光组件进入光路对所述初始光进行滤光，滤除所述初始光中的第一波长范围的光形成第二检测光，若所述滤光组件退出光路，所述初始光形成第一检测光。
20.根据权利要求18所述的检测系统，其特征在于，所述检测设备还包括：起偏器，用于对所述检测光进行起偏，使所述检测光具有第一预设偏振态；
检偏器，用于对信号光进行检偏，使所述信号光具有第二预设偏振态；或
所述检测设备包括：色散物镜，用于使不同波长的检测光汇聚至沿检测光光轴方向的不同高度。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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